骨骼肌是人体最大的器官,长时间的运动训练或病理过程可引起肌肉受损及肌肉能量供应不足,导致机体肌肉酸痛、受伤甚至影响疾病进程,因此尽快恢复肌肉力量和功能尤为重要。作为有机碳和氮代谢的交汇点及TCA循环中的关键中间体,α-酮戊二酸（AKG）在临床和动物实验中显示出多效性,可改善肌肉性能。鉴于葡萄糖是维持骨骼肌正常生理功能的主要能量来源,因此肌肉能量状态与肌肉功能密切相关。可以预期,补充AKG改善肌肉性能的效果在很大程度上取决于骨骼肌中的葡萄糖水平。然而,目前尚不清楚在不同的肌肉能量状态中,AKG对骨骼肌的代谢影响及其诱导的作用有何差异。在本文中,我们使用正常培养基（Nor）和低糖培养基（Low）以模拟两种不同的能量状态,评估AKG对正常培养基（Nor-A）和低糖培养基（Low-A）培养的小鼠C2C12成肌细胞与肌管的作用。我们进行基于核磁共振（NMR）的代谢组学分析,筛选了补充AKG引起显著改变的代谢通路,并比较了在不同能量状态下补充AKG对骨骼肌细胞的影响。本文第一部分,通过在正常与低糖条件下培养C2C12成肌细胞,并同时添加/不添加AKG进行干预,我们发现,AKG能够增强成肌细胞的增殖与分化能力。第二部分,我们在成肌细胞分化为肌管的过程中持续补充AKG,发现AKG能够促进肌管的形成与肥大。两部分的代谢组学分析显示,AKG通过调节两种能量状态下的谷氨酰胺和谷氨酸代谢、氧化应激和能量代谢来促进骨骼肌细胞的增殖和分化。在正常增殖的培养条件下,AKG上调细胞内谷氨酰胺水平,改变细胞能量状态,并维持细胞的抗氧化能力。在能量不足的条件下,AKG可以作为代谢底物,降低细胞对谷氨酰胺的依赖性,并大大提高细胞的抗氧化能力和增加细胞内ATP含量,从而确保细胞在能量不足环境下的生长与代谢。本文探讨了在骨骼肌细胞（成肌细胞与肌管）中,AKG在不同能量状态下诱导的代谢变化以及潜在的代谢机制。我们的工作可能有益于在体育和治疗领域进一步开发AKG补充剂,从而促进运动训练的肌肉恢复、延缓消耗性疾病患者的肌肉耗损。